水利工程移民实物指标数字化采集系统开发研究

陈战武，赵量

(黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003)

0 引言

传统的水利水电工程征地移民实物调查工作采用预先设计的纸质调查表格作为记录和存储的媒介，工作人员在外业现场人工填写各种原始调查数据或绘制示意图。外业工作完成后，调查数据借助计算器等工具进行计算，内业工作还需投入较多人力、时间将原始调查数据录入计算机进行汇总和整理。调查手段使同一调查对象的质量、数量等属性信息、地理空间信息以及多媒体影像信息互相分离，需要大量的人工作业使上述不同类型的数据建立相互联系，不仅效率低下、容易出错，而且质量难以控制，成果难以查询、管理，使用效率较低。

针对存在的问题，亟需对传统的调查及管理手段、方法进行改善和提高，以适应信息化发展对征地移民工作提出的新要求。随着遥感、计算机、数字图形图像、数据库等相关技术的不断进步，地理信息系统在水利行业得到了广泛应用，但从整体上看，发展极不平衡，很多领域仍处于起步阶段。信息采集系统不健全、不配套，直接通过数字化手段进行采集的信息要素类型较少，时间、空间、采集频度和速度与水利各项工作的整体需求不相适应，数字化信息量占水利信息总量的比例仍然偏低。

征地移民实物指标数据是工程建设工作的基础数据，其数据量大、种类繁杂，前期需对数据统计汇总分析，后期各级移民行政管理部门也有应用需求。推动移民工作信息化建设，从工作的源头——实物指标的数字化采集方面开展相关研究，十分迫切和必要。

1 研究内容

分析目前实物指标调查数据采集工作存在的问题，结合征地移民指标数据特点，以及传统调查方式与信息化调查方式工作流程的差异性，严格按照《水利水电工程建设征地移民实物调查规范》(SL442-2009)的技术要求，对居民实物数字化信息采集的可行性进行研究，同时应用信息化技术对传统数据采集手段难以集成的地理信息数据和多媒体影像数据进行系统整合集成，实现实物指标数据采集的数字化、数据采集与入库同步化、内业外业工作一体化、地理信息数据及多媒体影像数据集成化。

2 数据采集流程设计

在对工作流程及指标数据特征进行分析后，设计了数字化采集流程(详见图1)，将整个实物指标数据采集过程分为数据获取、处理、传输和存储4个互相承接的环节，明确了GPS技术、多媒体采集技术与存储技术之间相互融合的关系。将开发好的系统安装到平板电脑或智能手机等便携式移动终端设备中，现场采集调查文本数据、地理信息数据和多媒体数据等，并保存在移动终端中，在外业工作完成后，将数据导入计算机，交由内业工作人员进行统一管理，用于统计汇总分析、成果可视化展示等。

图1 实物指标数字化采集流程图

3 系统设计与实现

3.1 系统开发与运行环境

目前，移动电子设备的操作系统百花齐放，各有优势，从用户体验及系统成熟度考虑，Android操作系统具有开源的特点，市场占有率很高，使用主流的Java语言作为程序开发语言，开发成本较低，用户体验良好，满足系统平台开发的各项技术要求，因此选择Android操作系统作为软件开发平台。

3.2 系统总体设计

征地移民实物指标数据是估算水库淹没损失、进行移民安置规划、编制移民投资概(估)算的数据基础，移民安置的合理性和投资概(估)算的准确性很大程度上取决于实物指标调查数据的时效性、全面性、准确性。因此，数字化采集系统是安置规划设计信息化系统的基础，它为工程提供了重要的数据采集技术支撑。

实物调查一般分为土地、房屋、人口、企(事)业单位和专业项目等类别，每个类别下又有若干调查项目，其数据类型和规模各有特点，其中房屋和人口数据显著的特点就是类型多，既要采集常规属性、数量数据，又要采集影像等多媒体数据和地理信息数据，工作量往往很大。但是房屋和人口数据的另一个特点是项目分类有限，数据比较规则，在有限的项目类型中，基本可以涵盖房屋和人口调查的方方面面，便于专业软件的设计及使用。首先选择房屋和人口数据进行研究，使地理信息数据和多媒体影像数据同步采集并与调查对象自动关联，以期实现多类型数据采集与入库同步化。系统总体框架及业务流程如图2所示。

图2 实物指标数字化采集系统总体框架及业务流程图

3.3 系统功能模块设计

根据数字化采集系统总体框架及业务流程，系统从功能上分解为三大模块，包括实物指标数据采集、辅助采集、数据存储与导出等模块。系统功能结构设计如表1。

表1 实物指标数字化采集系统功能模块表

3.4 系统界面展示

系统的开发凝结了开发者常年从事征地移民工作经验，系统设计特别注重实用性及提高外业工作效率。对绝大多数需要填写的栏目都设计了可选项，以下拉菜单的形式显示，使“填空”变成了“选择”，减少了外业工作现场输入数据的工作量，降低了人为错误输入的概率，提高了工作效率。

在每个调查对象的数据采集界面，都设计了“拍照”按钮，以便随时采集影像资料。采集的影像资料自动以调查对象的名称和当前调查日期命名文件并存储，使调查对象与影像资料自动关联，提高了影像数据采集的效率，为数据的管理创造了便利条件。

在基本信息采集界面，设计了GPS信息显示窗口，可以实时显示手持移动设备当前位置的经纬度坐标，坐标信息根据调查需要随时存储，并与调查对象自动关联。为调查对象赋予位置属性，极大的便利了水库不同蓄水位方案淹没损失比选，使得根据位置信息对不同调查对象进行统计、查询、处理和分析成为了可能。系统基本信息典型调查界面见图3。

4 效益分析

在移动设备上运行的数字化采集系统是国内同行业中集先进性、实用性于一身的工作系统，对实物指标数据准备、现场作业、数据库建设以及数据发布应用都有完整的解决方案，具有较强的适用性。系统能够实现数据录入、编辑、统计、查询、输出等功能，可在现场完成人口、房屋、附属物等主要调查数据的处理工作，实现数据采集与入库同步化。与传统纸质表格现场调查、手工统计及数据录入相比，省却了手工计算、录入的过程，减少了大量的人工操作，在尽可能的避免人为误差、提高数据可靠性的同时，最大程度的避免了重复无效劳动，解放了劳动力，降低了人力成本支出，缩短了整个工作的周期，具有可观的经济效益和社会效益。

图3 实物指标数字化采集系统基本信息调查界面图